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Die Erfindung betrifft eine Hörvorrichtung, insbesondere ein Hörhilfegerät.
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Eine Hörvorrichtung weist üblicherweise einen Ausgabewandler, meist in Form eines Lautsprechers auf, um einem Nutzer der Hörvorrichtung ein (im Fall des Lautsprechers) akustisches Ausgangssignal zu präsentieren. Zur Versorgung von Personen mit Hörminderung sind Hörvorrichtungen insbesondere als Hörhilfegeräte ausgebildet, die regelmäßig auch wenigstens ein Mikrofon zur Erfassung von Umgebungsschall und einen Signalprozessor zur Verarbeitung - d. h. insbesondere (ggf. frequenzselektiven) Filterung, Verstärkung und dergleichen - der erfassten Signale und Generierung eines Ausgabesignals für den Ausgabewandler aufweisen. Der Ausgabewandler kann neben dem vorstehenden Lautsprecher dabei alternativ auch zur mechanischen oder elektrischen Stimulation des Gehörs des Nutzers (insbesondere als Knochenleitungshörer oder Cochlea-Implantat) eingerichtet sein. Neben den Hörhilfegeräten fallen aber auch Kopfhörer, sogenannte wearables, headsets und dergleichen unter den Begriff „Hörvorrichtung“.
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Hörvorrichtungen weisen häufig auch Schaltmittel zur Eingabe von Steuerbefehlen, im einfachsten Fall zur Verstellung der Lautstärke, im Fall von headsets bspw. zur Annahme oder zum Beenden eines Telefonats auf. Diese Schaltmittel sind meist durch eine bewegliche Abdeckung und eine darunter liegende Taste, die mittels der Abdeckung betätigt werden kann, gebildet. Je nach Ausbildung der Taste erzeugt diese bei Betätigung häufig ein mehr oder weniger starkes Schaltgeräusch, meist ein Klick-Geräusch. Außerdem weisen Hörgeräte häufig auch Wippschalter oder zumindest zwischen drei Schaltstellungen verstellbare Schalter auf, für die dann wenigstens zwei, gegebenenfalls auch drei Tasten erforderlich sind. Die jeweilige Taste erfordert dabei meist vergleichsweise viel Bauraum, was wiederum einer weiteren Miniaturisierung häufig im Wege steht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Miniaturisierung einer Hörvorrichtung zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hörvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Die erfindungsgemäße Hörvorrichtung umfasst einen Ausgangswandler zur Ausgabe von Audiosignalen an ein Gehör eines Nutzers der Hörvorrichtung sowie einen Signalprozessor, der dazu eingerichtet ist, die Audiosignale zu erzeugen und dabei nutzerseitige Eingaben zu berücksichtigen. Vorzugsweise ist der Ausgangswandler als Lautsprecher (oft auch als „Receiver“ bezeichnet) ausgebildet. Außerdem umfasst die Hörvorrichtung einen Schalter, der signaltechnisch mit dem Signalprozessor zur Vermittlung der nutzerseitigen Eingaben verschaltet ist. Der Schalter weist dabei ein - insbesondere durch den Nutzer zum Auslösen seiner Eingabe zu bewegendes - Schalterelement und einen Schaltersensor (der insbesondere zur Erfassung eines Schaltereignisses oder zumindest der Schaltbewegung dient) auf. Das Schalterelement ist dabei zwischen drei Schaltstellungen verstellbar gegenüber dem Schaltersensor angelenkt. Der Schaltersensor umfasst außerdem ein magnetoresistives Element. Das Schalterelement trägt einen Permanentmagneten, der vorzugsweise mit dem magnetoresistiven Element zur Detektion der Schaltbewegung bzw. des Schaltereignisses zusammenwirkt.
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Die Nutzung eines magnetoresistiven Elements zur Sensierung des Schaltereignisses hat dabei den Vorteil, dass ein solches magnetoresistives Element regelmäßig ein geringeres Bauvolumen aufweist als herkömmliche, mechanisch betätigte Tasten. Des Weiteren kann auch die mechanische Belastung des auslösenden Elements, herkömmlicherweise also einer Taste entfallen, da dies bei einem magnetoresistiven Element aufgrund dessen Fähigkeit zur berührungslosen Detektion von Magnetfeldänderungen vorteilhafterweise nicht erforderlich ist. Somit kann Bauraum eingespart und gegebenenfalls mechanischer Verschleiß reduziert werden.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Hörvorrichtung um ein Hörhilfegerät, kurz: Hörgerät.
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In einer bevorzugten Ausführung ist der Schaltersensor dazu eingerichtet, Magnetfeldänderungen entlang zweier senkrecht zueinander ausgerichteter Messachsen zu erfassen. Dadurch ist grundsätzlich die Detektion zweier, in unterschiedliche Richtungen gerichteter Schaltbewegungen möglich. Insbesondere lassen sich dadurch wenigstens zwei Schaltereignisse detektieren. Bei mechanisch ausgelösten Lösungen sind hierzu meist zwei Tasten oder dergleichen mit den entsprechenden Bauraumerfordernissen erforderlich.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung umfasst der vorstehend beschriebene, zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Messachsen aufweisende Schaltersensor zwei Wheatstone-Vollbrücken.
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In einer bevorzugten Ausführung ist der Schaltersensor als tunnel-magnetoresistiver Sensor („TMR-Sensor“) ausgebildet. Dieser zeichnet sich gegenüber anderen magnetoresistiven Sensorelementen insbesondere durch eine vergleichsweise geringe Leistungsaufnahme aus.
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In einer zweckmäßigen Ausführung ist das Schalterelement in einer Schaltbewegungsebene verschiebbar zwischen den Schaltstellungen, konkret zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung und einer zwischen diesen liegenden dritten Schaltstellung verstellbar angelenkt. Vorzugsweise ist die dritte Schaltstellung dabei als Neutralstellung des Schalterelements ausgelegt und vorgesehen. Außerdem ist die Schaltbewegungsebene durch die zwei Messachsen des Schaltersensors aufgespannt. Mit anderen Worten wird das Schalterelement zum Auslösen der nutzerseitigen Eingabe in der durch die beiden Messachsen definierten Schaltbewegungsebene verstellt.
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Bevorzugt ist im Rahmen der vorstehend beschriebenen Ausführung der Permanentmagnet des Schalterelements in der dritten Schaltstellung symmetrisch auf der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Messachsen des Schaltersensors liegend angeordnet. Dies kommt der Nutzung der dritten Schaltstellung als Neutralstellung zugute, da in diesem Fall auch die an den beiden Messachsen gemessenen Signale symmetrisch sind. Die Schaltbewegung kann in diesem Fall auf besonders einfache Weise detektiert werden, da aufgrund der Anordnung der Schaltbewegungsebene und der Neutralstellung eine Schaltbewegung in eine Richtung sich gegengleich an beiden Messachsen äußert. In vorteilhafter Ausführung ist eine Auswerteschaltung des Schalters dazu eingerichtet, zur Detektion der Schaltbewegung und insbesondere der Schaltrichtung die Signale der beiden Messachsen zu subtrahieren. Befindet sich das Schalterelement in der Neutralstellung ist der Subtraktionswert (oder: Signalwert) in diesem Fall Null - gegebenenfalls nach einem vorherigen (optional werksseitigen), initiierenden Abgleich, um gegebenenfalls vorhandene Fertigungstoleranzen auszugleichen.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Schalterelement um eine senkrecht auf der Winkelhalbierenden zwischen beiden Messachsen liegenden Schaltachse verkippbar angelenkt. In diesem Fall ist der Schalter insbesondere als Wippschalter oder als „Toggle“-Schalter ausgebildet. Im ersten Fall bildet das Schalterelement eine Schaltwippe aus, die durch Druck auf die beiden von der Schaltachse entfernten Wippenenden bewegt wird. In letzterem Fall weist das Schalterelement einen in der Neutralstellung fluchtend zur Winkelhalbierenden ausgerichteten Schaltstab (oder: Schaltstift) auf, der ähnlich einem Schaltknüppel oder Schalthebel zum bestimmungsgemäßen Bewegen des Schalterelements, konkret des Permanentmagneten, etwa senkrecht zur Winkelhalbierenden bewegt wird.
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In einer alternativen Weiterbildung ist das Schalterelement senkrecht zur Winkelhalbierenden zwischen beiden Messachsen - insbesondere entlang einer zumindest näherungsweise gestreckten Schiebestrecke - verschiebbar gelagert. Der Schalter bildet hier also einen „Schiebeschalter“.
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In jedem vorstehend beschriebenen Fall ist der Permanentmagnet bspw. als Stab gebildet, der insbesondere mit seiner Längserstreckung quer zur Winkelhalbierenden und in der Schaltbewegungsebene liegend ausgerichtet ist. Alternativ ist der Permanentmagnet als (bspw. Kreis-) Scheibe gebildet, deren Flächenerstreckung in der Neutralstellung senkrecht zur Winkelhalbierenden zwischen den Messachsen ausgerichtet ist.
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Die Ausrichtung des Permanentmagneten, konkret der Achse zwischen seinen Polen bezüglich des Schaltersensors - insbesondere in der Neutralstellung fluchtend mit der Winkelhalbierenden oder quer zu dieser - ist dabei grundsätzlich frei wählbar und zweckmäßigerweise in der Auswerteschaltung des Schaltersensors entsprechend zu berücksichtigen.
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In einer optionalen Ausführung ist das Schalterelement insbesondere zusätzlich auch entlang der Winkelhalbierenden in eine vierte Schaltstellung verschiebbar gelagert. In diesem Fall kann somit nicht nur einseitiges Kippen oder laterales Verschieben des Schalterelements, sondern auch „zentraler“ Druck zur Auslösung des Schaltereignisses führen. Die Detektion erfolgt hierbei vorzugsweise durch Erfassung einer insbesondere (zumindest näherungsweise) symmetrischen Erhöhung des Messwerts auf beiden Messachsen (aufgrund der symmetrischen Annäherung des Permanentmagneten).
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung umfasst die Hörvorrichtung ein Gehäuse, in dem zumindest der Signalprozessor aufgenommen ist. Das Schalterelement ist dabei an einer Gehäuseaußenseite angelenkt. Ferner ist insbesondere der Schaltersensor innerhalb des Gehäuses angeordnet und das Gehäuse verläuft zumindest im Bereich zwischen dem Schalterelement und dem Schaltersensor mit geschlossener Oberfläche. Da das vorstehend beschriebene Schalterkonzept eine berührungslose Detektion ermöglicht, kann das Gehäuse in diesem Bereich geschlossen sein (bleiben), so dass ein hoher Grad an Mediendichtheit ermöglicht wird.
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Die Hörvorrichtung ist außerdem optional als hinter-dem-Ohr-Hörgerät mit Schallschlauch oder externem Receiver oder auch als in-dem-Ohr-Hörgerät ausgebildet.
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Nachfolgend wird werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer schematischen Seitenansicht eine Hörvorrichtung in Form eines Hörhilfegeräts mit einem Schalter,
- 2 und 3 in einer schematischen Darstellung das Funktionsprinzip des Schalters, und
- 4 bis 6 in jeweils schematischen Darstellungen unterschiedliche Ausführungsbeispiele des Schalters.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch eine Hörvorrichtung, konkret ein Hörhilfegerät (kurz: Hörgerät 1) dargestellt. Das Hörgerät 1 weist ein hinter dem Ohr eines Nutzers des Hörgeräts 1 (kurz: Hörgeräteträger) zu tragendes Gehäuse 2 auf, in dem eine Anzahl von elektronischen Komponenten angeordnet ist. Als elektronische Komponenten umfasst das Hörgerät 1 zwei Mikrofone 4, die zur Erfassung von Geräuschen aus der Umgebung des Hörgeräts 1 über nicht näher dargestellte Öffnungen im Gehäuse 2 mit der Umgebung fluidisch verbunden sind. Als weitere elektronische Komponenten umfasst das Hörgerät 1 einen Signalprozessor 6, als Ausgangswandler einen Lautsprecher 8, einen Schalter 10 sowie eine (optional wiederaufladbare) Batterie 12. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Hörgeräts 1 geben die Mikrofone 4 die erfassten Geräusche in Form jeweils eines Mikrofonsignals SM an den Signalprozessor 6 aus. Der Signalprozessor 6 verarbeitet, d. h. insbesondere filtert und verstärkt die Mikrofonsignale SM oder ein aus diesem resultierendes Signal und gibt anschließend ein Ausgangssignal SL, dass ein Audiosignal darstellt, an den Lautsprecher 8 aus. Der Lautsprecher 8 wandelt das Ausgangssignal SL in Luftschall, der über einen Schallschlauch 14 an das Gehör des Hörgeräteträgers ausgegeben wird. Alternativ kann das Hörgerät 1 aber auch einen mittels eines Kabels an das Gehäuse 2 angebundenen, externen Lautsprecher aufweisen oder auch als in dem Ohr zu tragendes Hörgerät ausgebildet sein.
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Mittels des Schalters 10 hat der Hörgeräteträger die Möglichkeit, die Verarbeitung durch den Signalprozessor 6 zu beeinflussen, beispielsweise die Lautstärke zu verändern und/oder zwischen verschiedenen „Hörprogrammen“, die unterschiedliche Signalverarbeitungsparameter enthalten, umzuschalten. Die Batterie 12 stellt hierbei die erforderliche Energieversorgung bereit.
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Der Schalter 10 weist dabei ein von der Außenseite des Gehäuses 2 für den Hörgeräteträger zugängliches Schalterelement 20 sowie einen diesem zugeordneten Schaltersensor 22 auf. Das Schalterelement 20 ist dabei beweglich an der Außenseite des Gehäuses 2 angelenkt. Der Schaltersensor 22 ist im Innenraum des Gehäuses 2 angeordnet und dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von der Bewegung des Schalterelements 20 ein Schallsignal S an den Signalprozessor 6 auszugeben.
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Der Schaltersensor 22 ist zur berührungslosen Erfassung der Bewegung (auch als „Schaltbewegung“ bezeichnet) des Schalterelements 20 eingerichtet. Dadurch ist es möglich, den Schaltersensor 22 räumlich durch eine Gehäusewand des Gehäuses 2 getrennt von dem Schalterelement 20 und somit unter Vermeidung zusätzlicher Dichtelemente anzuordnen.
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In 2 und 3 ist das Funktionsprinzip des Schalters 10 schematisch näher erläutert. Der Schaltersensor 22 umfasst dabei ein magnetoresistives Element, konkret eine nach dem tunnel-magnetoresistiven (kurz: „TMR“) Prinzip arbeitende Messeinheit 24. Diese umfasst wiederum zwei übereinander geschichtete (somit in Blatt-Dickenrichtung übereinander angeordnete) und um 90 Grad zueinander versetzte Wheatstone-Vollbrücken zur TMR-Messung, sodass zwei senkrecht zueinander stehende Messrichtungen, konkret eine erste Messachse x und eine zweite Messeachse y zur Erfassung von Magnetfeldänderungen vorliegen. Das Schalterelement 20 umfasst einen Permanentmagneten 26, dessen Magnetfeld, konkret dessen Verschiebung, im bestimmungsgemäßen Betrieb von der Messeinheit 24 erfasst wird.
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In 2 ist dabei eine Neutralstellung des Schalterelements 20 dargestellt. In diesem Fall ist der Permanentmagnet 26 zentriert auf einer Winkelhalbierenden 28 zwischen den beiden Messachsen x und y angeordnet. Die Pole des Permanentmagneten 26 liegen hier konkret „oben“ und „unten“ fluchtend zur Winkelhalbierenden 28. Das Schaltelement 20 ist außerdem in einer von den beiden Messachsen x und y aufgespannten Schaltbewegungsebene (die in der Darstellung gemäß 2 der Blattebene entspricht) beweglich am nicht näher dargestellten Gehäuse 2 angelenkt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Schalterelement 20 konkret um eine Schaltachse 30, die senkrecht auf der Winkelhalbierenden 28 und der Schaltbewegungsebene steht, verkippbar. Dadurch wird dem Schalterelement 20 eine kreisbogenförmige Schaltbewegung, die stets schräg zu den beiden Messachsen x und y steht, aufgeprägt. Das Schalterelement 20 ist somit ausgehend von der Neutralstellung in eine erste und eine zweite Schaltstellung, die jeweils auf einer Seite der Neutralstellung angeordnet sind, verstellbar. Die Neutralstellung bildet dabei optional eine dritte Schaltstellung.
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In der in 2 dargestellten Neutralstellung des Schalterelements 20 erfasst gemäß Einheit 24 auf beiden Messachsen x und y den gleichen Anteil des von dem Permanentmagneten 26 abgestrahlten Magnetfelds (angedeutet durch Magnetfeldlinien 32). In einer nicht näher dargestellten, der Messeinheit 24 nachgeschalteten Auswerteschaltung kann die Neutralstellung durch Subtraktion der von den beiden Wheatstone-Vollbrücken ausgegebenen Messsignale einfach erkannt werden, da diese Subtraktion den Wert Null ausgibt. Toleranzbedingte Abweichungen, beispielsweise aufgrund einer nicht zentrierten Ausrichtung des Permanentmagneten 26, können dabei auf einfache Weise durch Vorgabe eines Offsets ausgeglichen werden.
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Wird nun der Permanentmagnet 26 bzw. das Schalterelement 20 aufgrund einer von dem Hörgeräteträger manuell aufgebrachten Schaltkraft F verschoben (vergleiche 3), ändert sich auch der jeweils an den Messachsen x und y erfasste Anteil des Magnetfelds. Die vorstehend beschriebene Subtraktion der beiden Messsignale gibt somit in der ersten Schaltstellung des Schalterelements 20 einen positiven (oder negativen) Wert und in der zweiten Schaltstellung entsprechend umgekehrt einen negativen (bzw. positiven) Wert aus. Dieser (Signal-) Wert wird in einfacher Ausführung als Schallsignal S an den Signalprozessor 6 übergeben.
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In 4 ist der Schalter 10 in Form eines Wippschalters dargestellt, der nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip arbeitet. Das Schalterelement 20 bildet dabei eine Schaltwippe 34 aus, auf deren Enden 36 der Hörgeräteträger zur Verstellung des Schalterelements 20 und somit zur Tätigung einer Eingabe an den Signalprozessor 6 drücken kann. Der Permanentmagnet 26 ist dabei in die Schaltwippe 34 eingebettet.
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In 5 ist der Schalter 10 in Form eines sogenannten „Toggle“-Schalters ausgeführt. Das Schaltelement 20 weist dabei eine Art Schalthebel oder Schaltstift 38 auf, den der Hörgeräteträger seitlich verkippen kann. Ansonsten entspricht das Funktionsprinzip dem des Wippschalters.
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In 6 ist der Schalter 10 in Form eines Schiebeschalters ausgestaltet. Das Schalterelement 20 ist dabei quer zur Winkelhalbierenden 28 entlang einer geradlinigen Strecke verschiebbar angeordnet.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hörgerät
- 2
- Gehäuse
- 4
- Mikrofon
- 6
- Signalprozessor
- 8
- Lautsprecher
- 10
- Schalter
- 12
- Batterie
- 14
- Schallschlauch
- 20
- Schalterelement
- 22
- Schaltersensor
- 24
- Messeinheit
- 26
- Permanentmagnet
- 28
- Winkelhalbierende
- 30
- Schaltachse
- 32
- Magnetfeldlinie
- 34
- Schaltwippe
- 36
- Ende
- 38
- Schaltstift
- SM
- Mikrofonsignal
- SL
- Ausgangssignal
- S
- Schaltsignal
- x
- Messachse
- y
- Messachse
- F
- Schaltkraft
